[논문 리뷰] The bright galaxy population of five medium redshift clusters. I. Color-Magnitude Relation, Blue Fractions and Visual Morphology

B. Ascaso, M. Moles외 3명|arXiv (Cornell University)|2008. 05. 28.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 57인용 수 10

한 줄 요약

이 연구는 고해상도 이미징을 통해 노르웨이의 북유럽 천체망원경(NOT)을 이용해 다섯 개인 중등 적성도 은하군집(z ≈ 0.15–0.25)에서 밝은 은하 집단의 특성을 분석하여 색-등급관계(CMR), 파란색 성분 비율, 그리고 시각적 형상 구조를 조사한다. z ≈ 0.25까지 CMR 기울기나 파란색 성분 비율에 유의미한 진화가 없음을 발견하여, 이 시점 이전에 은하군집 내 은하의 별 성분과 형상적 구조가 대부분 결정되었음을 시사하며, A1878만이 아직도 진화 중임을 시사하는 징후를 보인다.

ABSTRACT

Using data of five clusters of galaxies within the redshift range 0.15 $\leq$ z $\leq$ 0.25, imaged with the Nordic Optical Telescope (NOT) in the central $\approx$ 1 Mpc$^2$ in very good seeing conditions, we have performed an exhaustive inspection of their bright galaxy population. That range of redshift, where only a small amount of data with the required resolution and quality is available, is particularly important for the understanding of the formation and evolution of clusters of galaxies. We have inspected the color-magnitude relation (CMR) for those clusters and measured the blue fraction of galaxies in their cores to check for evidence of evolution as found in other works. Moreover, the visual classification of the galaxy morphology has been performed and the morphology-radius relation has been examined We have not found signs of evolution neither in the slope of the CMR nor in the blue fraction of galaxies. A diversity of situations regarding those parameters and in the morphological mixing has been noticed, with two out of five clusters containing a dominant late-type core population. The cluster A1878 stands out as some of its properties differ from those of the other clusters in the sample. No clear signs of evolution appear in our analysis. The data support the view that the morphology and the stellar content of the galaxies in our clusters have been already settled at z $\sim$ 0.2. Only the fraction of interacting galaxies in the clusters appear to be larger than in clusters like Coma although the number of clusters in the sample is small to give a definitive conclusion.

연구 동기 및 목표

• 중등 적성도 은하군집(z ≈ 0.15–0.25)에서 색-등급관계(CMR)의 진화를 조사하기 위해, 이 적성도 범위는 고품질 데이터가 제한된 영역임.
• 은하군집 중심부의 은하 파란색 성분 비율을 측정하여 부처-오멜러 효과의 징후를 검증하고, 이 시점에서 은하 집단의 진화가 계속되고 있는지 평가하기 위해.
• 시각적 형상 분류를 수행하고 형상-반경 관계를 분석하여 구조적 진화와 환경적 영향을 평가하기 위해.
• 이들 군집에서 상호작용하는 은하의 빈도를 코마 은하군집과 비교하여 환경적 전환 과정을 평가하기 위해.

제안 방법

• 중앙 ≈1 Mpc 지역 내 다섯 개 군집에 대해 노르웨이의 북유럽 천체망원경(NOT)을 이용해 깊고 고해상도의 Gunn-r 및 Bessel-B 대역 이미징을 확보하였다.
• 은하 형상의 시각적 분류를 수행하여 구조적 외형에 기반해 초기형(E/S0)과 후기형(S/Irr) 은하를 구분하였다.
• 빨간색 시퀀스 은하의 등급-색상 관계에 대한 피팅을 통해 색-등급관계(CMR)를 정량화하고 기울기와 산란도를 측정하였다.
• magnitude-limited 샘플(MV ≤ -20)을 사용하여, B−r > 0.8인 파란색 은하 수를 총 밝은 은하 수로 나누어 군집 중심부의 파란색 성분 비율을 계산하였다.
• f-파라미터( tidal 왜곡을 나타내는 형상 지표)를 사용하여 은하 간 상호작용을 평가하고, 코마 은하군집의 중앙값과 비교하였다.
• 군집 간 결과를 비교하여 이질적인 군집을 식별하고 형상 혼합 및 환경적 영향의 추세를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 z ≈ 0.15에서 z ≈ 0.25 사이의 CMR 기울기가 더 낮거나 더 높은 적성도 군집과 비교해 변화하는가?
• RQ2 z ≈ 0.2에서 부처-오멜러 효과(적성도 증가에 따라 파란색 성분 비율 증가)의 증거가 있는가? 이는 이 시점에서 은하 진화가 계속되고 있음을 시사한다.
• RQ3 은하군집 샘플 전반에서 초기형 대비 후기형 은하의 형상 구성은 어떻게 변화하는가? 반경에 따라 형상 분리 경향이 있는가?
• RQ4 이 중등 적성도 군집에서 상호작용하는 은하의 비율이 지역 코마 은하군집보다 높은가? 이는 환경적 전환 과정이 강화되었음을 시사한다.
• RQ5 A1878와 같은 개별 군집이 샘플의 나머지 부분과 비교해 특별한 진화적 특징을 보이는가?

주요 결과

• 색-등급관계(CMR) 기울기는 샘플 전반에서 유의미한 진화를 보이지 않으며, 중앙값 f-값은 각각 A2658(-1.39), A1643(-1.92), A1878(-1.60), A2111(-1.67), A1952(-1.29)로 모두 -2보다 크며, 이는 코마 은하군집보다 상호작용 시스템의 빈도가 더 높음을 시사한다.
• 군집 중심부의 은하 파란색 성분 비율은 낮은 적성도의 SDSS 군집에서 관측된 값과 일치하며, z ≈ 0.25까지도 유의미한 진화가 없음을 보여, 이 적성도에서 부처-오멜러 효과가 나타나지 않음을 시사한다.
• 군집 A1878는 뚜렷한 높은 파란색 성분 비율과 지배적인 후기형 중심 은하 집단을 보이며, 낮은 농도 계수를 보여 구조적 또는 환경적 진화가 계속되고 있을 가능성이 있음을 시사한다.
• 샘플의 형상 혼합 범위는 낮은 및 높은 적성도 군집에서 관측된 것과 유사하며, 초기형과 후기형 은하의 분포에 명확한 진화 추세가 없음을 보여준다.
• 상호작용 은하의 중앙값 f-파라미터는 코마 은하군집보다 유의미하게 높아, 샘플에서 상호작용 빈도가 더 높음을 시사하지만, 작은 샘플 크기로 인해 확실한 결론을 내리기 어려운 상황이다.
• 종합적으로, z ≈ 0.2와 낮은 적성도 사이에서 CMR 기울기, 파란색 성분 비율, 형상적 구조에 명확한 진화가 없음을 보여, 밝은 군집 은하의 별 성분과 형상이 이미 z ≈ 0.2 시점에 정착되어 있었음을 지지하는 결과이다.